धारावाही परिनालिका द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र पर विचार करें। निम्नलिखित में से कौन सा कथन गलत है?

Question

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The correct answer is D: परिनालिका के बाहर लेकिन उसके निकट चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण बहुत अधिक होता है।. एक धारावाही परिनालिका अपने भीतर लगभग एकसमान चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है, जो छड़ चुंबक के क्षेत्र के समान होता है। परिनालिका के बाहर, चुंबकीय क्षेत्र अत्यंत कमजोर होता है (आदर्श, अनंत लंबी परिनालिका के लिए नगण्य माना जाता है), जिससे विकल्प D का कथन गलत हो जाता है।

Step-by-Step Solution & Concepts:
एक धारावाही परिनालिका अपने भीतर लगभग एकसमान चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है, जो छड़ चुंबक के क्षेत्र के समान होता है। परिनालिका के बाहर, चुंबकीय क्षेत्र अत्यंत कमजोर होता है (आदर्श, अनंत लंबी परिनालिका के लिए नगण्य माना जाता है), जिससे विकल्प D का कथन गलत हो जाता है।

Working Principle: जब परिनालिका से धारा प्रवाहित होती है, तो प्रत्येक फेरा एक छोटे चुंबकीय द्विध्रुव की तरह कार्य करता है। अलग-अलग फेरों के क्षेत्र एक-दूसरे के ऊपर अध्यारोपित हो जाते हैं, जिससे अंदर एक शक्तिशाली, समानांतर और एकसमान चुंबकीय क्षेत्र बनता है। बाहर की ओर, अलग-अलग फेरों के क्षेत्र एक-दूसरे को निरस्त कर देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक काफी कमजोर क्षेत्र बनता है जो कुंडली से दूर जाने पर तेजी से कम हो जाता है।

Key Formulas: $B = \mu_0 n I$ — लंबी परिनालिका के अंदर चुंबकीय क्षेत्र, जहाँ $n$ प्रति इकाई लंबाई फेरों की संख्या है।

Key Points: लंबी परिनालिका के अंदर चुंबकीय क्षेत्र एकसमान और अक्ष के समानांतर होता है।; परिनालिका अपने सिरों पर उत्तरी और दक्षिणी ध्रुवों वाले छड़ चुंबक के रूप में कार्य करती है।; लंबी, आदर्श परिनालिका के बाहर चुंबकीय क्षेत्र नगण्य (लगभग शून्य) होता है।; क्षेत्र की शक्ति प्रति इकाई लंबाई फेरों की संख्या ($n$) और धारा ($I$) दोनों के सीधे आनुपातिक होती है।

Applications: रिले और वाल्व में विद्युत चुंबक; इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में प्रेरक

Additional Info: आदर्श परिनालिका के बाहर चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति शून्य होती है, क्योंकि क्षेत्र रेखाएं बंद लूप बनाती हैं जो परिनालिका के बाहर वापस आती हैं, जिससे छड़ चुंबक के समान पैटर्न बनता है।. विकल्प A सही है: $B \propto N$ (अधिक फेरों का मतलब उच्च $n$ है)।. विकल्प B सही है: एक परिनालिका छड़ चुंबक के समान द्विध्रुवीय क्षेत्र बनाती है।. विकल्प C सही है: लंबी परिनालिका का आंतरिक क्षेत्र वास्तव में लगभग स्थिर होता है।

Answer: D सही है — धारावाही परिनालिका के बाहर चुंबकीय क्षेत्र बहुत कमजोर होता है, बहुत अधिक नहीं।

Exam Tip: याद रखें कि एक 'लंबी' परिनालिका के लिए, आदर्श स्थिति मान लें जहां बाहरी क्षेत्र शून्य होता है, जो भौतिकी परीक्षाओं में एक मानक शॉर्टकट है।

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Option A: यदि हम फेरों की संख्या बढ़ाते हैं तो चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति बढ़ जाती है।

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Option B: परिनालिका एक प्रकार से छड़ चुंबक के समान कार्य करती है।

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Option C: लंबी परिनालिका के केंद्र के निकट चुंबकीय क्षेत्र लगभग स्थिर होता है।

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